Celiuliozės ir popieriaus pramonės nuotekų valymas
Celiuliozės ir popieriaus pramonės nuotekų valymo koncepcija
Celiuliozės ir popieriaus pramonė yra viena didžiausių vandens vartotojų pramonės sektoriuose, gaminanti didelius nuotekų kiekius celiuliozės, balinimo ir popieriaus gamybos procesuose. Nuotekose yra daug organinių medžiagų, perdirbimui naudojamų cheminių medžiagų (pvz., lignino, chloruotų junginių ir dažiklių) ir maistinių medžiagų. Pagrindinis nuotekų valymo tikslas šioje pramonės šakoje yra pašalinti teršalus, tokius kaip organinės medžiagos, skendinčios kietosios medžiagos ir toksiškos cheminės medžiagos, siekiant užtikrinti, kad išleidžiamas vanduo atitiktų aplinkosaugos standartus, todėl išvalytą vandenį būtų galima perdirbti ir pakartotinai panaudoti proceso metu.
1 Celiuliozės ir popieriaus pramonės nuotekų valymo charakteristikos
1. Didelė organinė apkrova: celiuliozės ir popieriaus nuotekose gausu organinių medžiagų, tokių kaip medienos pluoštas, celiuliozė ir ligninas, kurie prisideda prie didelio cheminio deguonies poreikio (CDS) ir biocheminio deguonies poreikio (BOD).
2. Toksiškų ir nepatogių junginių buvimas: chlorinti organiniai junginiai, fenoliniai junginiai ir dervos rūgštys, atsirandančios celiuliozės ir balinimo procesuose, yra dažnos nuotekose. Šie junginiai dažnai yra toksiški, biologiškai neskaidomi ir juos pašalinti reikia specialaus apdorojimo.
3. Didelis suspenduotų kietųjų dalelių kiekis: Nuotekose dažnai yra daug skendinčių kietųjų dalelių, įskaitant celiuliozės pluoštą ir kitas kietąsias daleles, kurias reikia pašalinti, kad būtų išvengta užsikimšimo ir tolesnių valymo procesų pažeidimo.
4. Spalvos ir kvapo problemos. Dėl lignino ir dažiklių nuotekos gali nuspalvinti, o tai estetiškai nepageidautina ir kenkia aplinkai. Taip pat dažni stiprūs sieros turinčių junginių kvapai (ypač iš kraftceliuliozės).
5. Maistinės medžiagos: Nuotekose gali būti azoto ir fosforo, ypač cheminės plaušienos gamybos nuotekose, kurios gali prisidėti prie maistinių medžiagų taršos priimančiuose vandens telkiniuose.
6. Svyruojantis srautas ir sudėtis: priklausomai nuo proceso etapo (pvz., celiuliozės arba balinimo), nuotekų charakteristikos gali labai skirtis dėl srauto, pH, temperatūros ir teršalų koncentracijos.
Celiuliozės ir popieriaus pramonės nuotekų valymo proceso charakteristikos
1. Pirminis apdorojimas: pirmasis apdorojimo etapas paprastai apima mechaninį atskyrimą, kad būtų pašalintos skendinčios kietosios dalelės sijojant, nusodinant arba flotuojant. Pašalinami dideli pluoštai, šiukšlės ir kietosios dalelės, todėl sumažėja tolesnių procesų apkrova.
2. Antrinis apdorojimas (biologinis apdorojimas): šiame etape pagrindinis dėmesys skiriamas biologiniam organinių medžiagų skaidymui. Aktyvaus dumblo sistemos arba MBBR procesai dažniausiai naudojami BDS ir ChDS lygiams sumažinti. Visų pirma MBBR procese naudojama bioplėvelė ant nešiklio, kad būtų pagerintas sudėtingų organinių junginių, esančių plaušienos ir popieriaus nuotekose, skilimas. Anaerobinis apdorojimas taip pat gali būti naudojamas organinėms medžiagoms skaidyti ir energijos suvartojimui sumažinti, ypač didelio stiprumo nuotekose.
3. Tretinis apdorojimas. Pažangūs apdorojimo metodai, pvz., koaguliacija-flokuliacija, ozonavimas arba aktyvintos anglies filtravimas, naudojami nepalankiems junginiams, spalvai ir likusiems teršalams pašalinti. Membraninis filtravimas arba pažangūs oksidacijos procesai (AOP) gali būti taikomi norint pašalinti mikroteršalus arba pagerinti vandens skaidrumą ir kokybę pakartotiniam naudojimui.
4. Dumblo tvarkymas: pramonėje susidaro didelis kiekis dumblo dėl didelės kietųjų ir organinių medžiagų koncentracijos nuotekose. Dumblas turi būti nusausintas ir apdorotas prieš saugiai šalinant arba pakartotinai naudojant (pvz., naudojant energiją).
Specialūs reikalavimai MBBR terpėms, kai jos naudojamos celiuliozės ir popieriaus pramonės nuotekų valymo biologinio aeravimo rezervuaruose
1. Didelis paviršiaus plotas bioplėvelės augimui: Atsižvelgiant į didelę organinių medžiagų apkrovą celiuliozės ir popieriaus nuotekose, MBBR terpė turi užtikrinti didelį paviršiaus plotą mikrobų bioplėvelei augti. Tai leidžia efektyviai skaidyti sudėtingas organines medžiagas, tokias kaip ligninas ir celiuliozė.
2. Atsparumas užsiteršimui ir pluoštams: nuotekose yra pluoštų ir suspenduotų kietųjų dalelių, dėl kurių gali užsiteršti MBBR terpė. Laikmenos dizainas turi būti atsparus pluoštų užsikimšimui ir užtikrina pastovų veikimą be dažnos priežiūros ar valymo.
3. Atsparumas didelėms organinėms apkrovoms: ant MBBR terpės esanti bioplėvelė turi būti pajėgi susidoroti su didelėmis organinių junginių koncentracijomis ir nepervargti. Terpė turėtų skatinti mikroorganizmų, galinčių suardyti ir lengvai biologiškai skaidomus, ir labiau nepatogius junginius, tokius kaip ligninas ir chloruotos organinės medžiagos, augimą.
4. Patvarumas atšiauriomis sąlygomis: MBBR terpė turi būti chemiškai stabili ir patvari esant įvairioms nuotekų sąlygoms, įskaitant pH, temperatūros ir teršalų koncentracijos svyravimus. Terpė turi būti atspari korozijai nuo rūgščių arba šarminių sąlygų.
5. Efektyvus deguonies perdavimas: Deguonies perdavimas yra labai svarbus biologinio aeravimo rezervuaruose, ypač aerobinio skilimo procesuose. MBBR terpė turėtų skatinti gerą maišymąsi ir užtikrinti, kad deguonis būtų tolygiai paskirstytas visoje bioplėvelėje, kad padėtų aerobiniams mikroorganizmams skaidyti teršalus.
6. Anaerobinio ir aerobinio valymo parama: kai kuriais atvejais plaušienos ir popieriaus nuotekų valymui naudojamas ir aerobinis, ir anaerobinis apdorojimas. Atsižvelgiant į gydymo etapą, MBBR terpės gali prireikti palaikyti skirtingas mikrobų bendruomenes, todėl terpės prisitaikymas yra svarbus.
Išvada
Celiuliozės ir popieriaus pramonė gamina didelius kiekius nuotekų, kuriose yra daug organinių medžiagų, suspenduotų kietųjų dalelių ir nepalankių cheminių medžiagų, kurias reikia efektyviai apdoroti, kad būtų sumažintas poveikis aplinkai. Valymo procesas paprastai apima pirminius, antrinius (biologinius) ir tretinius teršalų pašalinimo, ChDS ir BDS mažinimo bei spalvos ir kvapo problemų sprendimo būdus. MBBR technologija puikiai tinka biologiniam apdorojimui šioje pramonėje, nes gali atlaikyti dideles organines apkrovas ir sudėtingus junginius. Tačiau MBBR sistemų sėkmė plaušienos ir popieriaus nuotekų valymui priklauso nuo naudojamos terpės savybių. MBBR terpė turi užtikrinti didelį paviršiaus plotą bioplėvelei augti, būti atspari užteršimui, atlaikyti atšiaurias nuotekų sąlygas ir palaikyti veiksmingą deguonies perdavimą. Pasirinkus tinkamą MBBR terpę, pramonė gali pasiekti efektyvų nuotekų valymą, užtikrinti aplinkosaugos taisyklių laikymąsi ir sudaryti sąlygas vandens perdirbimui bei pakartotiniam naudojimui objekte.